Composição multiepitópica de proteínas de Mycobacterium leprae como ferramenta imunocromatográfica e eletroquímica para detecção de anticorpos séricos de pacientes com hanseníase

Abstract

Resumo: A hanseníase, causada pelo Mycobacterium leprae, permanece um significativo problema de saúde global, particularmente em regiões em desenvolvimento. A meta internacional é eliminar a hanseníase como problema de saúde pública, focando na detecção precoce e no tratamento eficaz para interromper a transmissão e prevenir deformidades. Este estudo explora duas metodologias promissoras para o diagnóstico da hanseníase utilizando três epítopos imunodominantes de proteínas e M. leprae conjugados à proteína KLH de forma a se manter a especificidade e aumentar a sensibilidade da detecção de anticorpos séricos. A primeira metodologia corresponde a um biossensor eletroquímico no qual nanotubos de carbono foram modificados com os epítopos sintéticos carreados, cuja presença do anticorpo específico causa interferência na recepção de elétrons provenientes do ácido ferrocenocarboxílico e consequentemente na formação de corrente. Empregando eletrodos de baixo custo, ao custo aproximado de US$ 0,10, este biossensor apresentou uma sensibilidade de 50% e uma especificidade de 90% na coorte testada, caracterizando-se pelo ineditismo na aplicação de nanotubos de carbono de parede múltipla na modificação de eletrodos para o diagnóstico de uma doença negligenciada, destacando-se, portanto, o potencial inovador dessa tecnologia. O segundo método foi baseado em um imunoensaio cromatográfico (LFIA) empregando nanopartículas de ouro decoradas com a mesma composição multiepitópica mencionada acima. Os resultados indicam que este teste foi capaz de detectar pacientes multibacilares e paucibacilares com 91,67% de sensibilidade e 95,45% de especificidade, características que o evidenciam como um promissor aliado na detecção precoce de casos e na busca ativa por infectados. Este método é simples, rápido e de baixo custo (US$ 0,05/tira), ou seja, adequado para uso em áreas endêmicas e com poucos recursos. Ambas as tecnologias são de grande importância em saúde pública, uma vez que a especificidade dos métodos está relacionada ao emprego de epítopos sintéticos de determinado agente etiológico, nesse caso, de proteínas de M. leprae, mas que podem ser aplicadas a qualquer outra infecção em que seja possível a detecção de anticorpos, alterando-se somente o peptídeo alvo. Por fim, espera-se que este estudo possa contribuir, de alguma forma, com os esforços globais de controle da transmissão da hanseníase para que possamos almejar a erradicação da doença.

Abstract: Leprosy, caused by Mycobacterium leprae, remains a significant global health problem, particularly in developing regions. The international goal is to eliminate leprosy as a public health problem by focussing on early detection and effective treatment to interrupt transmission and prevent deformities. This study explores two promising methodologies for the diagnosis of leprosy using three immunodominant epitopes of M. leprae proteins conjugated to the KLH protein to maintain specificity and increase the sensitivity of serum antibody detection. The first method is an electrochemical biosensor in which carbon nanotubes have been modified with synthetic epitopes coupled to KLH and the presence of specific antibodies to coupled peptides causes interference in the reception of electrons from ferrocenecarboxylic acid and consequently in the current. Using disposable, low-cost electrodes, this biosensor, at a cost of approximately US$0,10, showed a sensitivity of 50% and a specificity of 90% in the cohort tested. Its unprecedented application of multi-walled carbon nanotubes in the modification of electrodes for the diagnosis of a neglected disease highlights the innovative potential of this technology. The second method was based on a chromatographic immunoassay (LFIA), it employes gold nanoparticles decorated with the same multiepitopic composition mentioned above. The results indicate that this test was able to detect multibacillary and paucibacillary patients with 91,67% sensitivity and 95,45% specificity, interesting features of a promising test to the early detection of cases and in the active search for infected people. This method is simple, fast and low-cost, (US$ 0,05/strip) suitable for use in endemic areas with few resources. Both technologies are of great importance in public health, since the specificity of the methods is related to the use of synthetic epitopes of a particular etiological agent, in this case M. leprae proteins, but they can be applied to any other infection, in which antibody detection is possible, by changing the target peptide. Finally, it is hoped that this study can contribute in some way to global efforts to control the transmission of leprosy so that we can aim to eradicate the disease.